水性涂料组合物的制备方法技术

技术编号:7144092 阅读:192 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种用一定量的包含用第一疏水物改性的聚合物骨架的第一疏水改性聚合物和一定量的包含用第二疏水物进一步改性的第一疏水改性聚合物的第二疏水改性聚合物调节含水或水性涂料组合物的流变性的方法。通过将包含至少两种疏水改性聚合物的体系混入水性涂料中,其中所有疏水改性聚合物的量可以独立地调节,可以形成得到的涂料以得到期望的Stormer或Brookfield粘度与ICI粘度的组合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用聚合体系增稠含水或水性涂料体系。更特别的,本专利技术涉及用包含 至少两个疏水改性聚合物的体系调节含水或水性涂料组合物的流变性质的方法,其中疏水 改性聚合物之一用超过一种疏水物改性。
技术介绍
含水涂料组合物,如水性涂料是粘合剂、颜料、分散剂、消泡剂、表面活性剂、生物 杀灭剂、防腐剂、聚结助剂、中和剂、着色剂、润湿剂和增稠剂的复合混合物。另外,通常添加 任选的成分至涂料配制品中,以达到特定期望的油漆性能。虽然在市场中传统增稠剂仍旧用于水性涂料的增稠,但是其不提供特定期望的高 质量涂料的流变性能。为了达到所述需求,在最近三十年中,开发了一类新的被称为疏水 改性水溶性聚合物(HM-WSP)的水溶性聚合物并在涂料工业中商业化(参见E. J. Schaller and P. R. Sperry,"Handbook of Coatings Additives",Ed. L. J. Calbo,Vol. 2,p. :105,192; Marcel Dekker, Inc. ,New York)。HM-WSP是可水溶或可水中膨胀的聚合物,具有少量的疏 水物。在HM-WSP链中存在疏水结构使得HM-WSP与其自身或其他进行非特定缔合。三类HM-WSP现在可用作流变改性剂。其为a)疏水改性非离子纤维素醚 (HM-NCE), b)疏水改性非离子合成聚合物(HM-NSP),和c)疏水改性阴离子聚丙烯酸酯 (HM-APA)。美国专禾Ij号 4,228,277、4,352,916、4,845,207、4,902,733、5,290,829、和 6,362,238公开了 HM-NCE的制备及其作为用于乳胶组合物的增稠剂、乳化剂、和稳定剂的 用途;所述公开在此全部并入作为参考。在所述聚合物中,接枝到纤维素醚骨架上的疏水物 为具有6-M个碳原子的烷基。在大量出版物中公开了具有氨基甲酸酯键的HM-NSP(在此被称为“具有氨基甲 酸酯键的 HM-NSP”)(例如参见美国专利号 4,079,028,4, 155,892,4, 298,511,4, 327,008、 4,337,184,4, 373,083,4, 499,233,4, 426,485,4, 496,708,5, 023,309,5, 281,654、和 5,496,908),所述公开在此全部并入作为参考。所述HM-NSP的共同化学特征在于其具有通 过氨基甲酸酯残基的低疏水性片段相互连接的合成的水溶性聚合物嵌段,链端用相同的疏 水基团封端。疏水嵌段典型地为聚亚烷基氧化物。若干不具有氨基甲酸酯键的HM-NSP(以下称为“非氨基甲酸酯HM-NSP”)也是已 知的。其为a)疏水改性聚醚多元醇,b)疏水改性氨基塑料聚醚和c)疏水改性聚(缩醛聚 醚或缩酮聚醚)。疏水改性聚醚多元醇的组合物公开于美国专利号4,288, 639,4, 354,956、 4,411,819,4, 673,518。疏水改性氨基塑料聚醚是聚醚与氨基塑料的缩合物,并在美国专利号5,627,232、 5,629,373,5, 914,373和WO 01/127/12712中被描述,所述公开在此全部并入作为参考。在美国专利号5,574,127和6,162,877中公开了疏水改性聚(缩醛聚醚或缩酮聚 醚)的组合物,所述公开在此全部并入作为参考。其制备方法为通过α,ω-二醇、-硫醇、 或-二氨基聚醚与二卤代化合物在碱存在下共聚形成α,ω-二醇、-硫醇、或-二氨基聚 (缩醛或缩酮聚醚),而后与疏水剂反应形成疏水改性聚(缩醛或缩酮聚醚)。所述HM-WSP 用作诸如水性涂料的含水配制品的流变改性剂。其特别用于具有高ΡΗ(>8)并处于25°C 以上的水性体系的增稠。在美国专利号6,743,855中公开了通过聚乙二醇与烷基(烯基)琥珀酸酐反应制 成的无规混合疏水物改性聚乙二醇,所述公开在此全部并入作为参考。聚乙二醇的数均分 子量为200-35000,所述烷基(烯基)含有不超过30个碳原子,尤其不超过20个碳原子。 然而,当在溶液中长期储存时,在这些聚酯基聚合物中存在的酯键在碱性条件下(PH > 7) 易水解,发生分子降解。由于在pH> 7下储存时,疏水基团从聚合物骨架上脱离的原因,其 在室温之上损失疏水相关性能或稠化能力。在配制水性涂料时,寻求低和高剪切粘度(例如Stormer粘度和ICI粘度)的适 当平衡以释放满意的应用性能。现有HM-WSP的问题之一是单一聚合物通常不能提供期望 的低和高剪切流变能力,即Atormer粘度和ICI粘度。通常,在建立Mormer粘度中提供有 效性的HM-WSP,特别是HM-NSP,不能有效提供ICI粘度。在所述情况下,将与水互溶的有机 溶剂添加至涂料配制品中,以降低Stormer粘度形成的效率,并结合更多的HM-NSP以增加 ICI粘度。遗憾的是,有机溶剂在水性涂料中的使用是不期望的,因为其是环境不接受的。 当将涂料施加在基材上后,有机溶剂最终释放进大气中,导致环境污染和人体健康问题。在美国专利号4,507,4 和4,735,981中描述了用通过烯键式不饱和单体的混合 物的共聚制成的具有氨基甲酸酯键的HM-NSP和HM-APA的组合调节流变性能的平衡的在先 尝试,所述公开在此全部并入作为参考。美国专利号4,180,491描述了具有氨基甲酸酯键的HM-NSP与表面活性剂助增稠 剂和非水性惰性有机溶剂组合的混合物的使用以使印花色浆稠化,所述公开在此全部并入 作为参考。Howard 等人在出版物(P. R. Howard, Ε. L. Leasure, S. Τ. Rosier and Ε. J. Schaller, Journal of Coatings Technology, Vol. 64, No. 804, Januaryl992)中描述 了具有氨基甲酸酯键的HM-NSP的组合的应用,以达到期望的低和高剪切粘度的平衡而无 需使用助溶剂或表面活性剂。其还建议使用其他聚合物与具有氨基甲酸酯键的HM-NSP的 组合。美国专利号5,118,749描述了不用流变改性剂对丙烯酸乳胶涂料的ICI粘度的改 善。美国专利号5,219,917公开了通过结合包含约95-99重量%的高分子量成膜剂和约 0. 5-5重量%的由乙烯基、丙烯酸类、丙烯酰胺和/或链二烯单体制成的特定聚合物的聚合 粘合剂可以显示改善的ICI粘度的乳胶涂料。为了改善水性涂料,特别是乳胶涂料的抗下垂性,美国专利号5,281, 654公开了 不同HM-NCE混合物的使用,所述公开在此全部并入作为参考。美国专利号6,107,394公开了非氨基甲酸酯HM-NSP与具有氨基甲酸酯键的HM-NSP的共混物加入乳胶涂料中,以有效增加其低(Stormer粘度)和高剪切粘度(ICI粘 度),所述公开在此全部并入作为参考。在彩色水性涂料中,使用不同的着色剂以达到特定的颜色。在配制品中使用的 特定的着色剂,由于其对涂料成分的兼容性较弱,有时不能完全分散在基础涂料中。从 而,出现弱的发色。通过用刮刀施加涂料,并通过手指摩擦小面积的部分干燥薄膜使压延 (drawdown)处于高剪切压力来测试发色的程度。剪切动作用于分散未发色的着色本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种调节含水或水性涂料组合物的流变性的方法,包含如下步骤:a)得到含水或水性涂料组合物;b)得到一种体系,该体系包含:i.一定量的第一疏水改性聚合物,该第一疏水改性聚合物包含用第一疏水物改性的聚合物骨架,和ii.一定量的第二疏水改性聚合物,该第二疏水改性聚合物包含用第二疏水物进一步改性的第一疏水改性聚合物,其中第一疏水物和第二疏水物彼此不同;c)相对于第二疏水改性聚合物的量选择第一疏水改性聚合物的量,以调节含水或水性涂料组合物的流变性;和d)将含水或水性涂料组合物与一定量的所述体系组合,以得到含水或水性涂料组合物,其在25℃下,在5sec-1的Brookfield粘度为约1000-7000cp或Stormer粘度为约80-130KU,以及在10,000sec-1下的高剪切粘度(ICI粘度)为约0.1-3.8泊。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:A·C·绍
申请(专利权)人:赫尔克里士公司
类型:发明
国别省市:US

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